[发明专利]一种铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于金属有机骨架材料技术领域，公开了一种铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用，包括如下步骤：(1)将氧化石墨烯分散于N,N′‑二甲基甲酰胺中，得到氧化石墨烯分散液；(2)将可溶性铟盐加入上述分散液中，得到氧化石墨烯和铟盐的混合液；(3)将对苯二甲酸加入上述混合液中，得到反应混合液；(4)将反应混合液在反应釜中反应一定时间，得到初产物；(5)初产物经过滤、洗涤、活化，得到所述铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料。本发明设备要求低，操作简单，铟基MOFs在氧化石墨烯上能够实现较高的负载率，为降解去除水体中的抗生素提供了保证。

技术领域

本发明属于金属有机骨架材料技术领域，具体涉及一种铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

抗生素作为一类主要的药品和个人护理品(PPCPs)，是世界上用量最大、使用最广泛的药物之一。虽然抗生素类药物在环境中的半衰期比较短，但是大量连续性地向水环境介质中输送释放，导致其形成“假持久性”污染现象，目前在我国各流域江水水样中陆续被检出。种类繁多的药物及其代谢物同时存在，或可产生各种协同、相加等作用并直接危害到水生动植物的生存，更重要的是还能诱导耐药菌和抗性基因的出现。因此，研制新型高效的降解复合材料，实现高效去除水体中的抗生素，这将对解决国家水环境安全问题具有重要的科学和现实意义。

近年来，金属有机骨架材料(MOFs)的合成和应用得到突飞猛进的发展，其中具有光催化活性中心的MOFs备受人们关注。氧化石墨烯(GO)因其高的比表面积、优良导电性等特性被作为一种能有效提高催化剂的光催化活性和降解性能的修饰材料，并被应用于MOF基复合材料的制备和性能研究，如UiO-66/CdS/RGO(Chem Commun(Camb),2014,50:8533-8535)，MIL-53(Fe)/GO(Applied Catalysis B:Environmental,2016,198:112-123)等。但目前存在的技术问题是，在所制得的MOFs/GO复合材料中，具有光催化活性中心的主体MOFs材料在GO片层上的负载生长率较低，不能有效地促进光生电子的传递及分离。如果能提高MOFs在GO表面的负载率，使大量MOFs晶体与GO片层紧密结合，将极大地提高所制得的MOFs/GO复合材料的光催化性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料。

本发明另一个目的在于提供上述铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯分散于N,N′-二甲基甲酰胺中并进行超声处理1～3h，得到氧化石墨烯分散液；将可溶性铟盐加入到氧化石墨烯分散液中，充分搅拌并超声处理5～8h后得到氧化石墨烯和铟盐的混合液，然后再将对苯二甲酸加入到上述氧化石墨烯和铟盐的混合液中并充分搅拌得到反应混合液，其中，可溶性铟盐在氧化石墨烯分散液中的质量浓度为0.082～0.13g/mL，可溶性铟盐和对苯二甲酸的摩尔比为(0.8～2.1)：1；

(2)将步骤(1)制得的反应混合液加入到反应釜中并在100～120℃保持12～24h，冷却后得到初产物；

(3)步骤(2)制得的初产物经过滤、洗涤、活化，即制得所述的铟基MOFs/氧化石墨烯复合材料。

优选的，步骤(1)所述氧化石墨烯的加入量为可溶性铟盐和对苯二甲酸总质量的4～8％。

优选的，步骤(1)所述可溶性铟盐为In(NO₃)₃·4.5H₂O。